DE2134957A1

DE2134957A1 - Vorrichtung zur regelung eines gasstroms

Info

Publication number: DE2134957A1
Application number: DE19712134957
Authority: DE
Inventors: Otto Dr Ing Dommer
Original assignee: UNION APPARATEBAU GmbH
Current assignee: UNION APPARATEBAU GmbH
Priority date: 1971-07-13
Filing date: 1971-07-13
Publication date: 1973-02-01
Also published as: DE2134957B2; DE2134957C3

Description

Vorrichtung zur Regelung eines Gasstroms Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung eines-Gasstroms von schwankender Dichte, um diesen konstant zu halten. Sie eignet sich beispielsweise für Kalorimeter, Messvorrichtungen für die Leuchtdichte von Flammen oder andere Einrichtungen bei denen ein konstanter Gasstrom von Bedeutung ist.
Eine derartige Vorrichtung, bei welcher die mit einem Druckregler versehene Hauptleitung in eine unter Atmosphärendruck stehende Kammer einmündet, und von welcher die mit einer Kompensationsdüse versehene Ausgleichsleitung und die keinerlei Strömungswiderstand aufweisende, zum Kalorimeter führende Messleitung abzweigt, ist bereits aus der deutschen Patentschrift 645 305 bekannt geworden.
Diese Vorrichtung hat zwar bis in die jüngste Zeit hinein die an sie gestellten Anforderungen voll und ganz erfüllt, und zwar deshalb, weil für die Heizwertbestimmung fast ausschließlich nur Kohlendestiilationsgase in Betracht kamen.
Die vorbekannte Vorrichtung ist jedoch nur für Gase mit einer relativen Dichte bis etwa 0.8 verglichen mit Luft, deren Dichte 1.0 beträgt, geeignet. Durch Fortfall der Gaswerke und eines großen Teils der Kokereien kommen jetzt als Brenngase praktisch nur noch Erdgas und aus Raffinerien und anderen ähnlichen Anlagen stammende Gase für Untersuchungen in Frage, vor allem aber Flüssiggas aus Propan und Butan, deren Dichte in der Nähe der der Luft, und zwar zum Teil etwas darunter, zum größeren Teil aber darüber liegt. Für Gase dieser Art bzw. Gasgemische hat sich die vorbekannte Vorrichtung als nicht brauchbar erwiesen, da sie nur dann einwandfrei funktioniert, wenn die Gase leichter als Luft, also bis zu einem Dichteverhältnis von etwa 0.8 und darunter sind. Mit.dem verstärkten Einsatz der Benzinsynthese fielen große Mengen an Flüssiggas an, die bisher zumeist gespalten und äufkarburiert wurden, um sie als stadtgasähnliches Gasgemisch mit ähnlichem Heizwert, ähnlicher Dichte und auch praktisch gleicher Zündgeschwindigkeit zu verwenden. Stattider pyrogenen Spaltung ging man schließlich immer mehr zur unmittelbaren Verteilung von Flüssiggas im Gasgemisch mit Luft über, deh. also zu einem Gasgemisch, dessen Dichte etwa der der Luft entspricht; aber auch Raffineriegase haben eine sehr stark wechselnde Dichte bis über 1Z0.
Um sich zunächst zu behelfen, nützte man die Viskosität der Gase aus. Propan und Butan haben fast dieselbe Viskosität wie Wasserstoff, untersdieiden sich aber im Dichteverhältni-s von über 2.0 über 1.56 bis unter 0.08. Mischungen von Flüssiggas mit Luft haben somit, je nach ihrer Zusammensetzung, auch eine unterschiedliche Viskosität; daher bereiten Heizwertbestimmungen wegen der stark schwankenden Mischungsverhältnisse erhebliche Schwierigkeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Regelung eines Gasstroms von schwankender Dichte zu schaffen, die einen möglichst einfachen, zweckmäßigen Aufbau aufweisen soll und völlig aut-omatisch jegliche Dichteänderung aller in Betracht kommenden Gasarten kompensiert, um einen konstanten Gasstrom zu liefern, wie er beispielsweise für die kalorimetrische Heizwertbestimmung benötigt wird, oder aber auch für verschiedenste andere Zwecke.
Es wurde nunmehr bei verschiedenen Versuchen und Experimenten gefunden, daß das erstrebte Ziel in praktisch idealer Weise dadurch erreicht werden kann, daß man die zuvor erläuterte, vorbekannte Vorrichtung in der Weise abändert und verbessert, daß die Ausgleichsleitung auch über eine von der Hauptleitung hinter dem Druckregler abzweigende, mit einer Düse versehene Verbindungsleitung mit Gas versorgt wird.
Die Vorrichtung, und insbesondere die in ihr angeordneten Düsen, sind so zu dimensionieren, daß alle Dichteänderungen innerhalb gewisser Grenzen kompensiert werden. Bei den Versuchen hat sich gezeigt, daß das Querschnittsverhältnis der Kompensationsdüse zu der Hauptdüse von etwa 2.6 bis etwa 4:1 als das günstigste anzusehen ist, um alle in Betracht kommenden Dichteschwankungen in der gewünschten Weise auszugleichen bzw. eine vollständige Kompensation zu erreichen.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt.
Das Gas bzw. Gasgemisch strömt der Vorrichtung über den Vordruckregler 11 durch die Hauptleitung 12 zu, in der sich die Hauptleitungsdüse 13 befindet. Durch diese Düse strömt das Gas überdrucklos in das Brennermischrohr 14. Das Brennermischrohr 14 ist-über eine Kompensationsdüse 15 mit einer Kammer 16 am unteren Ende der Ausgleichsleitung bzw. des Flammrohrs 17 verbunden, in die über die Düse 18 die von der Hauptleitung 12 abzweigende Verbindungsleitung 19 einmündet. Am Fuße des Ausgleichs- bzw. Flammrohrs 17 bzw.
in der Kammer 16 entsteht, wenn das Gas bzw. das Gasgemisch leichter als Luft ist, ein gewisser Auftrieb, durch den, je nach der Dichte. des Gases, mehr oder weniger Gas aus dem Brennermischrohr 14 über die kalibrierte Kompensationsdüse 15 in die Kammer abgesaugt wird. Je weiter sich das Gas dem Dichteverhältnis der Luft angleicht, dest weniger Gas tritt durch die Kompensationsdüse 15 in die Kammer 16 bzw. das Ausgleichs- bzw. Flammrohr 17 über, so daß der Auftrieb unwirksam wird.
Bei der erfindungsgemäßen ausgebildeten Vorrichtung spielt es nun keine Rolle mehr, ob das Gas eine höhere oder niedrigere Dichte als Luft hat. Bei dieser wird das Flamm- bzw. Ausgleichsrohr 17 nunmehr ständig mit Gas versorgt, das über die Verbindungsleitung 19 und die Flammrohrdüse 18 in die Kammer 16 einströmt und damit in das Flammrohr 17 gelangt. Durch den Auftrieb am Fuße des Flammrohrs 17 bzw. in der Kammer 16 wird durch die Kompensationsdüse 15 zusätzlich Gas in das BrennermEichrohr abgegeben, wenn das Gas schwerer als Luft ist; ist das Gas leichter als Luft, so tritt Gas aus dem Brennermischrohr 14 durch die Kompensationsdüse 15 in die Kammer 16 bzw.
in das Flammrohr 17 über.
Die Dimensionierung der Düse 15 ist so gewählt, daß eine vollkommene Kompensation für alle praktisch vorkommenden Dichteverhältnisse erreicht wird. Es hat sich bei Versuchen herausgestellt, daß dies der Fall ist, wenn das Querschnittsverhältnis der Kompensationsdüse 15 zu der Hauptdüse 13 in etwa 2.6 bis 4:1 beträgt, und zwar auch dann, wenn die Gaszusammensetzung außergewöhnlich verschieden ist. Wesentlich ist hierbei, daß das Flammrohr 17 stets mit Gas gefüllt ist. In der Praxis ist die Anpassung der Düse 18 dann befriedigend, wenn am freien Ende des Flammrohres 17 eine nicht rußende Flamme 20 brennt.

Claims

Ansprüche

S Vorrichtung zur Regelung eines Gasstroms von schwankender Dichte, bei welcher die mit einem Druckregler versehene Hauptleitung in eine unter Atmosphärendruck stehende Kammer einmündet, von welcher die mit einer Kompensationsdüse versehene Ausgleichs leitung und die keinerlei Strömungswiderstand aufweisende Meßleitung abzweigen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsleitung (17) bzw. das Flammrohr ach über eine von der Hauptleitung (12) hinter dem Druckregler (11) abzweigende, mit einer Düse (18) versehene Verbindungsleitung (19) mit Gas versorgt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsverhältnis der Kompensationsdüse (15) zu der Hauptdüse (18) etwa 2.6 bis 4:1 beträgt.